分子诊断第4章

.第四章肿瘤相关基因江苏大学钱晖，肿瘤的发生是细胞生长和细胞分化紊乱导致细胞无限增殖的结果。 原癌基因细胞正增殖信号抑制基因细胞负增殖信号转移相关基因肿瘤的侵袭和转移，第四章肿瘤相关基因，能使敏感宿主产生肿瘤，或将体外培养细胞转化成癌细胞的动物病毒，可分为DNA肿瘤病毒和RNA肿瘤病毒(逆转录病毒) 1966年获得诺贝尔生理学医学奖的劳斯肉瘤病毒(RSV )，PeytonRous， HowardMartinTemin于1975年从劳斯肉瘤病毒(RSV )中发现了逆转录酶，获得了诺贝尔生理学医学奖，在细胞癌基因发现了肿瘤发生的癌基因理论的1989年获得了诺贝尔生理学医学奖第2节抑癌基因，第3节肿瘤转移相关基因，第4节肿瘤发生中的基因变化，第5节肿瘤相关基因的检测和评价，第1节癌基因，癌基因(oncogene，onc )病毒癌基因(virusoncogene； v-onc细胞癌基因(cellularoncogene，c-onc )、第一节癌基因、病毒癌基因(virusoncogene，v-onc )、病毒基因组中的特殊核苷酸序列存在于病毒中，能使敏感的宿主发生肿瘤第一节癌基因，细胞癌基因(cellularoncogene，c-onc )，正常细胞基因组中存在的癌基因在正常情况下处于静止或低表达状态，在维持细胞的正常功能上具有重要作用，而异常表达时，其产物将细胞无限分裂。 第一节癌基因、第一节癌基因、二、细胞癌基因、三、原癌基因的激活机制、一、病毒癌基因、RNA病毒的癌基因大多数都通过改变分裂信号旁路，破坏正生长调节而起作用。 DNA病毒的癌基因主要通过与抑癌基因的相互作用破坏细胞的负生长调节。 在、一、病毒癌基因、二、细胞癌基因、正常细胞中编码重要调控蛋白的基因，在细胞正常生长、发育、分化过程中重要的生理功能以非活性化的形式存在，如果不自发地诱导肿瘤，则异常活性化时， 能够转化正常细胞引起肿瘤的发生，二、细胞癌基因、细胞癌基因也称为原癌基因，在正常情况下细胞癌基因不来源于肿瘤病毒癌基因，二、细胞癌基因、细胞癌基因的特征：生物界有着进化上高度保守的单拷贝基因所有结构基因异常时会引起细胞恶性增殖，二、细胞癌基因、细胞癌基因的分类和表达产物，二、细胞癌基因、二、细胞癌基因、癌基因产物的细胞定位二、细胞癌基因、1.sis家族、2.erb家族、3.src家族、二、细胞癌基因、1.sis家族的c-sis位于第22号染色体上，与血小板衍生生长因子(PDGF )基因具有高同源性(87% )的编码产物P28可与含有241个氨基酸残基的PDGF-链的PDGF受体结合，二，细胞二. erb家族c-erb-B编码表皮生长因子(EGF )受体c-fms编码村落刺激因子受体c-bit编码PDGF受体，二， 细胞癌基因3.src家族编码蛋白质激酶类的c-src，最初发现的细胞癌症基因人的c-src位于第20号染色体的酪氨酸酶(TPK )活性mos，raf等基因编码产物是细胞浆丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶4.ras家族主要包括H-ras、K-ras和N-ras，编码的氨基酸顺序之间有85%的同源性。编码产物是P21的Ras蛋白，多位于细胞膜内侧，是低分子量g蛋白，MAPK根的重要成员细胞外信号通过受体与g蛋白结合，作用于不同的目标蛋白，参与了细胞增殖信号的细胞内传导过程。 细胞癌基因5.Myc家族(人c-myc基因)位于8q24，由3个外显子组成的第一外显子并没有编码核内的myc蛋白质。 DNA结合蛋白质类编码核内的转录因子。 通过与特定的DNA结合，调节DNA复制的启动过程和转录，调节细胞的生长、增殖和分化。三、原癌基因的激活机制，激活机制：病毒诱导的激活，例如病毒基因组内强启动子插入细胞癌基因附近或内部，激活原癌基因的非病毒诱导的激活，例如原癌基因突变、扩增和染色体重排等、 原癌基因的激活机制，(二)原癌基因获得外源启动子而被激活，(三)原癌基因的甲基化程度降低，(四)原癌基因的扩增，(五)染色体重排或基因重排，(一)原癌基因点突变，(六)基因偶联，三，原癌基因P21蛋白本身的GTPase活性显着降低，在传递生长信号时难以催化GTP的快速水解，无法及时从活性状态转变为非活性状态，而继续与GTP结合，促进细胞增殖。 (一)原癌基因的点突变、三、原癌基因的激活机制，(二)原癌基因获得外源启动子，在原癌基因上游插入外源启动子或增强子，激活原癌基因，其表达产物、例： ALV感染细胞后，鸡b细胞淋巴瘤ALV本身不含病毒癌基因，其病毒两端的长末端重复序列可以开始转录c-myc作为启动子。 该启动子继续转录c-myc基因，比正常表达高出数十至百倍。 三、原癌基因的激活机制、三、原癌基因的激活机制、三)原癌基因的甲基化程度降低DNA分子中的甲基化在抑制基因转录上有着重要的作用。 例：结肠腺癌和小细胞肺癌细胞中ras基因的DNA甲基化水平明显低于附近正常细胞，提示某些原癌基因甲基化程度下降而处于活性化状态。三、原癌基因的激活机制，(四)原癌基因的扩增原癌基因扩增使基因拷贝数增加，产物过度表达。 例如人视网膜母细胞瘤中N-myc扩增为10200倍，相应的mRNA和蛋白质产物大量增加。 肿瘤细胞中双微体和染色体上的均染区是原癌基因DNA片段扩增的表现。三，原癌基因的激活机制，(五)染色体重排或染色体重排多引起基因重排，导致原癌基因序列的缺失或异常蛋白的表达。1 .表达融合蛋白质的慢性骨髓性白血病：bcr-abl融合基因2 .异常异位表达Burkitt淋巴瘤：将位于第8号染色体的myc基因和第14号染色体的免疫球蛋白重链基因融合而激活，启动c-myc转录，c-myc基因、三、原癌基因的活化机制，三、原癌基因的活化机制，三、原癌基因的活化机制，六)基因耦合ras和myc能够使细胞增殖，但癌细胞ras和myc不能同时转染细胞提示了要将细胞转染癌细胞，至少2种以上的原癌基因必须在不同的路径上发挥协同作用，第二节抑癌基因、第二节抑癌基因、抑瘤基因(tumor-suppressinggene )存在于正常细胞内的一种如果这种基因突变、缺失、失活，就会引起细胞的恶性转化，引起肿瘤的发生。抑癌基因的功能：能够诱导末端分化维持基因稳定老化，诱导细胞程序性死亡抑制蛋白酶活性，或者改变DNA甲基化酶活性，促进血管形成，第二节抑癌基因能够促进、点突变， 在包括片段缺失或表达缺陷在内导入了该基因缺陷的恶性肿瘤细胞中，恶性表型、第二节抑癌基因、第二节抑癌基因、第一、抑癌基因和肿瘤、第二、抑癌基因失活机制、第一、抑癌基因和肿瘤、第二节抑癌基因、第二节抑癌基因、抑癌基因失活抑癌基因变异染色体失活同源性重组基因转位、第二节抑癌基因、(一)视网膜母细胞瘤基因(Rb基因)、最初分离的抑癌基因人Rb基因位于第13号染色体上，编码P105蛋白，位于核内。 具有结合DNA的活性，有秩序地控制细胞分裂周期，控制细胞生长的Rb蛋白质有磷酸化和非磷酸化两种形式，活性型为非磷酸化形式，第二节的抑癌基因，抑癌基因的隐性癌基因，在只有一个等位基因突变的情况下， 另一种没有突变的等位基因还能产生足够量的野生型蛋白质产物，因此通常不引起致癌效果，是因为两个等位基因突变才引起致癌抑制基因的失活，失去对细胞增殖的监测作用而引起癌症效果第二节致癌抑制基因p53基因，大部分人肿瘤中存在p53基因的变异人p53基因转录产物是p53核蛋白，是反式作用因子，作为四聚体存在的活性受到磷酸化/非磷酸化的调节，第二节癌症抑制基因， P53蛋白的主要功能：抑制细胞增殖，能够阻止细胞进入s期促进DNA损伤的修复诱导细胞凋亡，第二节抑癌基因、显性阴性，P53等位基因发生突变时，突变的P53蛋白与野生型蛋白结合，DNA不能失活。 显性致癌(dominantcarcinogenesis )，突变后的p53基因有癌基因的作用，能帮助ras基因致癌。第二节抑癌基因、其他抑癌基因、WT1(11p13):肾母细胞瘤敏感性基因、锌指蛋白DCC(18q21):编码细胞黏附作用相关表面蛋白分子APC(5q21):变异后与直肠癌的发生相关、第二节癌BRCA1和BRCA2产生乳腺癌敏感基因含锌结构作为转录因子，与遗传性高发乳腺癌和卵巢癌的发生密切相关的NF-1(17q11.2 )编码GTP酶活化剂，失活引起神经纤维增殖，第二节抑癌基因，第三节肿瘤转移相关基因肿瘤浸润转移是一个复杂有序的过程，肿瘤细胞从原发肿瘤脱落，进入细胞外基质，迁移到血管、淋巴管，附着在其上，进入管腔，再克隆生长为远处合适的组织。 第三节肿瘤转移相关基因、第三节肿瘤转移相关基因、肿瘤细胞转移基因的激活和转移抑制基因的失活，诱发肿瘤细胞转移表型，引起转移。 原发部位肿瘤组织中有转移潜在性的细胞群是肿瘤转移的细胞生物学基础。一、肿瘤转移基因、促进或引起肿瘤转移的基因： mts1(metastasin1)MST1蛋白，通过S100蛋白家族中的Ca2键蛋白，对细胞的微管聚合可能有抑制作用的MST1基因， 作为预测某个肿瘤是否转移的指标，目前，主要抑制肿瘤细胞转移的表型有wdnm1、wdnm2、蛋白质组学抑制剂(TIMP )基因、nm23基因等人基因组中存在的nm23基因、nm23-H1和nm23-H2 肿瘤的发生是多基因多阶段的基因变化效果，是多阶段或多次打击而发生的疾病。第四节肿瘤发生中的基因变化、1 .起动阶段：细胞的DNA分子发生了变化，表型仍正常2 .癌前细胞在起动因子和癌促进因子的协同作用下细胞表型发生变化，表现癌细胞特征3 .转化阶段：恶性细胞进入自主分裂增殖状态，发生病灶浸润、转移第四节作为肿瘤发生中基因变化肿瘤发展的典型模式人结肠直肠癌，家族性多发性腺癌FAP基因突变，成为增生性上皮，逐渐降低腺瘤DNA甲基化程度，k-ras突变，早期腺瘤发展中中期腺瘤抑制基因DCC缺失，c-myc基因使腺瘤失去晚期抑制基因p53的晚期腺瘤发展成肿瘤，可以在适当条件下继续发生肿瘤转移，肿瘤发展的典型模式人结肠直肠癌、第五节肿瘤相关基因的检测和评价、第五节肿瘤相关基因的检测和评价、第二、常用检测方法、第三、 原癌基因和抑癌基因的检测、第一、基因诊断战略和主要检测技术，第一、基因诊断战略和主要检测技术常用的肿瘤基因诊断策略包括染色体异位和融合基因的原癌基因或检测肿瘤相关病毒的肿瘤标记基因的检测等基